Question

6．為了模擬研究汽車超載和超速帶來(lái)的安全隱患，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探究實(shí)驗(yàn)：將A、B、C三個(gè)小球先后從同一裝置高分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_c，h_A=h_C＞h_B），推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后停止．請(qǐng)你根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的物理探究方法，回答：
（1）在圖甲和圖丙實(shí)驗(yàn)中，A球、C球剛滾到水平面時(shí)的速度相等．（選填“相等”或“不相等”）
（2）小球推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)的距離越大，表示安全隱患越大．（選填“越大”、“不變”或“越小”）（3）用來(lái)研究超載安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇A、C兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
（4）用來(lái)研究超速安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇A、B兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
（5）實(shí)驗(yàn)中，小球碰撞木塊后繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，木塊在水平木板上滑動(dòng)一段距離后停下，設(shè)碰撞前一瞬間小球的動(dòng)能為E_o，木塊克服摩擦力所做的功為W，則E_o＞W(wǎng)（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）將實(shí)驗(yàn)改裝成用形狀相同的塑料球和鐵球（鐵球質(zhì)量大）將彈簧壓縮到相同程度后再放手．（見(jiàn)圖丁開(kāi)彈簧時(shí)的速度不相同，紙盒被推開(kāi)的距離相同（以上兩空均選填“相同”“不相同”）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中為使小球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的速度相同，讓小球從同一高度處由靜止?jié)L下；
（2）實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用轉(zhuǎn)換法來(lái)研究小球動(dòng)能的大小，即觀察小球撞擊木塊移動(dòng)的距離遠(yuǎn)近，安全隱患越大；
（3）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度；由控制變量法，速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
（4）由控制變量法，質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
（5）木塊滑動(dòng)過(guò)程中，克服摩擦力做功；
（6）小球的動(dòng)能大小是通過(guò)木塊被撞移動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)的．

解答 解：（1）小球從同一高度釋放，運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)，它們的速度相等；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較滾下的小球撞擊木塊移動(dòng)的距離，來(lái)比較小球動(dòng)能的大小．在同樣的平面上木塊被撞得越遠(yuǎn)，小球的動(dòng)能就越大，安全隱患越大；
（3）超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大．選擇到達(dá)水平面的速度相等，質(zhì)量不同的AC小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（4）超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動(dòng)能越大．選擇質(zhì)量相等到達(dá)水平面速度不同的AB小球．
（5）球與木塊碰撞的過(guò)程中，球?qū)δ緣K做功，做功的大小小于球最初的動(dòng)能；木塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即木塊克服摩擦做的功等于木塊的動(dòng)能大小，也就是小于碰撞前小球的動(dòng)能；
（6）用形狀相同的塑料球和鐵球?qū)�彈簧壓縮到相同程度，彈簧的彈性勢(shì)能相同，轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能相同，兩小球的質(zhì)量不同，所以速度不同，但由于動(dòng)能相同，對(duì)紙盒做的功應(yīng)相同．
故答案為：（1）相等；（2）越大；（3）A、C；（4）A、B；（5）＞；（6）不相同、相同．

點(diǎn)評(píng) 用控制變量法研究動(dòng)能大小的影響因素，用轉(zhuǎn)換法表示動(dòng)能的大小；采用控制變量法研究實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定注意相同因素和不同因素；掌握能量的轉(zhuǎn)化，此題中由于彈簧的彈性勢(shì)能相同，所以小球的動(dòng)能相同，做功相同，此處是難點(diǎn)．